DE2008890A1 - Rate gyro - Google Patents

Description

WENDEKREISEL Die Erfindung betrifft einen Wendekreisel mit sehr kleinen Abmessungen, mit einer den Rahmen tragenden und gleichzeitig die Federfesselung bildenden Lagerung. TURNING GYRO The invention relates to a turning gyro with very small Dimensions, with a frame supporting and at the same time the spring restraint forming storage.

Ein derartiger Wendekreisel ist z.B. in der DAS 1 205 715 beschrieben. Der den Kreiselrotor tragende Rahmen ist dort an gegenüberliegenden Enden in zwei am Gehäuse befestigten Lasern gelagert, wobei die Federfesselung fiir den Rahmen durch wenigstens einen Torsionsstab gebildet wird, über den der Rahmen mit der Lagerstelle im Gehäuse vcrbuijden ist. In dieser DAS kommt zum Ausdruck, daß trotz der beidseitigen Lagerung ein derartiger Kreisel, wenn er geringe Drehgeschs¢indigkeiten ermitteln soll, sehr stark durch seitliche Stöße oder Beschleunigungen beeinflußt wird. Zur Beseitigung dieser Beeinflussung werden dort noch zusätzliche reibungsarme Legerstellen vorgesehen, die nur bei Durchbiegungen der Rahmenachse wirksam werden, und praktisch einen reibungsarmen Anschlag für die durchgebogene Rahmenachse darstellen. Ein einwandfreies Funktionieren dieser Lagerstellen setzt sehr hohe Fluchtgenauigkeit voraus. Derartige Maßnahmen verteuern jedoch einen derartigen Kreisel erheblich.Such a rate gyro is described in DAS 1 205 715, for example. The frame carrying the gyro rotor is there in two at opposite ends mounted lasers attached to the housing, with the spring restraint for the frame is formed by at least one torsion bar, over which the frame with the bearing point in the housing is vcrbuijden. In this DAS it is expressed that despite the mutual Storage of such a gyroscope when it determines low rotational speeds should, is very strongly influenced by side impacts or acceleration. To the Eliminating this influence there are additional low-friction layers provided that only when the frame axis is bent effective and practically a low-friction stop for the bent frame axis represent. Proper functioning of these bearing points is very high Alignment accuracy ahead. Such measures, however, make such a device more expensive Gyroscope considerably.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Wendekreisel zu schaffen, der gegenüber seitlichen Beschleunigungen und -stößen weitgehend unempfindlich ist, bei dem jedoch diese Unempfindlichkeit weder durch eine Verteuerung, noch durch fertigtngstechnische Schwierigkeiten, noch durch einen vergrößerten Raumbedarf erkauft werden muß.The object on which the invention is based is to develop a rate gyro to create that is largely insensitive to lateral accelerations and jolts is, in which, however, this insensitivity neither through an increase in price nor through Manufacturing difficulties, bought at the expense of increased space requirements must become.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Kreiselrahmen nur mittels einer einzigen Lagerung am Kreiselgehäuse befestigt ist und daß diese Lagerung durch ein Drehfedergelenk gebildet ist.To solve this problem it is proposed according to the invention that the gyro frame is only attached to the gyro housing by means of a single bearing is and that this storage is formed by a torsion spring joint.

Unter Drehfedergelenk soll hier eine Anordnung verstanden werden, deren beide Teile sich entgegen einer Federkraft gegeneinander verdrehen lassen, die jedoch praktisch keinen weiteren Freiheitsgrad hat, also große Querkräfte aufnehmen kann, ohne daß hierbei die beiden Teile wesentlich gegeneinander verbogen werden. Ein typisches Ausführungsbeispiel eines derartigen Gelenks ist das sogenannte Kreuzfederlager, auf das unten näher eingegangen wird. Ein weiteres Ausführungsbeispiel wäre eine Torsionsfeder mit kreuzförmigem Querschnitt, also eine Anordnung, bei der zwischen zwei Endteilex parallel zur Drehachse Blattfedern vorgesehen sind, die nicht parallel zueinander liegen.A torsion spring joint is to be understood here as an arrangement the two parts of which can be rotated against each other against a spring force, which, however, has practically no further degree of freedom, i.e. absorbs large transverse forces can without the two parts being significantly bent against each other. A typical embodiment of such a joint is the so-called cross spring bearing, which is discussed in more detail below. Another embodiment would be Torsion spring with a cross-shaped cross-section, so an arrangement in which between two Endteilex parallel to the axis of rotation leaf springs are provided that are not parallel lie to each other.

Obwohl bei bilder bekannten Wendekreiseln der eingangs beschriebenen Art selbst eine zweiseitige Lagerung nicht zur Beseitigung der Empfindlichkeit gegen seitliche BeeinflussunE susrcchtc, wird erfindungsgemäß mlt der einseitigen iJagriing ein Weg beschritten, von dem rauch der Fachmann annehmen muß, daß sie eine noch viel größere Empfindlichkeit der genannten Art zeigt. Durch die erfindungsgemäße Verwendung des Drehfedergelenks wird jedoch ein Wendekreisel geschaffen, der sehr viel weniger störanfällig ist.Although the gyroscopes described above are known in the pictures Kind of even a bilateral storage does not eliminate the sensitivity to LATERAL INFLUENCES susrcchtc, according to the invention, the unilateral iJagriing has taken a path from which the expert must assume, that it shows a much greater sensitivity of the kind mentioned. Through the Use of the torsion spring joint according to the invention, however, creates a rate gyro, which is much less prone to failure.

Die sich zusätzlich ergebenden Vorteile -wie sehr einfache Fertigung, Montage, Kostenersparnis und auch Raumersparnis -sind dabei nicht unwesentlich, wobei der letztgenannte Vorteil, insbesondere bei sehr kleinen Kreiseln ins Gewicht fällt.The additional advantages - such as very simple production, Assembly, cost savings and also space savings - are not insignificant here, where the latter advantage weighs heavily, especially with very small gyroscopes falls.

Es sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kreisels denkbar, bei dem das Drehfedergelenk entweder zwei oder dreiteilig ausgebildet werden muß. Ein in Achsrichtung dreigeteiltes Drehfedergelenk, dessen beide Endteile miteinander starr verbunden sind und bei dem das Mittelteil, mit dem die Endteile über Federn verbunden sind, fest am Kreiselgehäuse befestigt wird, kann z.B. dann verwendet werden, wenn ein, mehrere oder alle Rotorteile der beim Wendekreisel benötinten Zusatzgeräte wie Abgriff, Dämpfungseinrichtung oder Selbstprüfeinrichtung nicht auf der gleichen Seite der Lager.Embodiments of the gyro according to the invention are conceivable, in which the torsion spring joint must be designed in either two or three parts. A torsion spring joint divided into three parts in the axial direction, the two end parts of which are connected to one another are rigidly connected and in which the middle part, with which the end parts via springs are connected, is firmly attached to the gyro housing, can then be used, for example if one, several or all of the rotor parts are required for the turning gyro Additional devices such as tap, damping device or self-testing device are not on the same side of the warehouse.

stelle untergebracht werden sollen, wie der Rahmen mit dem Kreiselrotor, sondern auf der gegenüberliegenden Seite. Dies Rotorteile werden dann mit dem einen Endteil verbunden und an dem anderen Endteil ist der Rahmen befestigt. Beispielswe.place should be accommodated, such as the frame with the gyro rotor, but on the opposite side. These rotor parts are then used with the one End part connected and the frame is attached to the other end part. Example sw.

se können die Rotoren der Selbstprüfeinrichtung und/oder des Abgriffs auch am Rahmen befestigt sein. Günstig ist es, die an den beiden Endteilen des Drehfedergelenks befestigten Teile derart auszulegen, daß hinsichtlich der Mitte des Lagers zu beiden Seiten gleiche Momente auftreten. Zur Erzielung dieser Ausgewogenheit hat es sich als günstig erwiesen, bei Ausbildung der Dämpfungseinrichtung als Wirbelstromdämpfung den Dämpfungsmagnet auf den Rotor zu setzen und den Ring oder Topf aus gut leitendem Material feststehen zu lassen.These can be the rotors of the self-testing device and / or the tap also be attached to the frame. It is favorable that at the two end parts of the torsion spring joint fastened parts to be interpreted in such a way that with regard to the center of the bearing to both Same moments occur on both sides. To achieve this balance it has to be proven to be favorable, when training the damping device as Eddy current damping to put the damping magnet on the rotor and the ring or To let the pot made of conductive material stand firmly.

Bei Verwendung einer Flüssigkeitsdämpfung kann man das durch das Gewicht des Kreiselrkmcns und des Kreiselrotors, sowie gegebenenfalls der Rotoren weitere Bauteile hervorgerufene Moment dadurch erniedrigen, daß man in das Gehäuse, in dem sich der Kreiseirahmen und der Rotor befindet, Dämpfungsflüssigkeit einfüllt. Es ist dan sogar möglich, alle für den Kreisel benötigten Teile, also auch den Abgriff und gegebenenfalls die Selbstprüfeinrichtung auf einer Seitc des Lagers unterzubringen, wofür dann ein zweiteiliges Drehfeder gelenk ausreichend ist. Prinzipiell ist diese Anordnung auch ohne Dämpfungsflüssigkeit im Gehäuse möglich, jedoch sind hierbei Schwierigkeiten zu überwinden.When using a liquid cushioning, you can do this by weight of the centrifugal rotor and the centrifugal rotor, and possibly the rotors others Component-induced moment by moving into the housing in which if the circle frame and the rotor are in place, fill in damping fluid. It it is even possible to have all the parts required for the gyro, including the tap and, if necessary, to accommodate the self-testing device on one side of the bearing, for which a two-part torsion spring joint is sufficient. In principle this is Arrangement is also possible without damping fluid in the housing, but here Overcoming difficulties.

Die Figuren 1 bis 6 zeigen Ansichten und Schnitte durch eine.zweiteilige und eine dreiteilige Ausführungsform eines in dem erfindungsgemäßen Kreisel einsetzbaren, hier als Kreuzfederlager ausgebildeten Drehfedergelenks. Die Figuren 7 und 8 zeigen zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wendekreisels.Figures 1 to 6 show views and sections through a two-part and a three-part embodiment of a usable in the gyro according to the invention, torsion spring joint designed here as a cross spring bearing. Figures 7 and 8 show two embodiments of the rate gyro according to the invention.

In Figur 1 bis 3 sind die beiden Rohren des ersten Kreuzfede lagers mit 1 und 2 bezeichnet. Ihre Dicke ist über den Umfang gesehen verschieden. Axiale Vorsprünge der Röhren in Form von Zylindertnantelsektoren sind mit la und 2a bezeichnet und ragen jeweils in die benachbarte Röhre hinein. Zwei in Figur 1 in der Zeichenebene liegende Blattfedern 3 und 4 verbinden die Enden der Vorsprünge mit den diametral gegenüberliegenden Stellen der Röhren. Eine weitere Blattfeder 5 vellinueb die beiden Ru...IAen in der Mitte der gesamten Längserstreckung, so daß 3ie sich um einen bestimmten Winkel - maximal bis gegen einen Anschlag - gegeneinander verdrehen können.In Figure 1 to 3, the two tubes of the first cross spring are camp denoted by 1 and 2. Their thickness varies over the circumference. Axial Projections of the tubes in the form of cylinder barrel sectors are denoted by la and 2a and each protrude into the adjacent tube. Two in Figure 1 in the plane of the drawing lying leaf springs 3 and 4 connect the ends of the projections with the diametrically opposite points of the tubes. Another leaf spring 5 vellinueb the two legs in the middle of the entire length, so that they are Rotate against each other by a certain angle - maximally up to a stop can.

Das Kreuzfederlager nach Figur 4 bis 6 hat eine Röhre 7 mit Vorsprüngen 7a und 7b nach beiden Seiten. Die andere Röhre besteht aus zwei Endabschnitten 6a und 6b, welche die Vorsprünge 7a und 7b umfassen und durch ihren inneren Vorsprung 6c starr miteinander verbunden sind. Die Blattfedern sind hier mit 8 bis 10 bezeichnet.The cross spring bearing according to FIGS. 4 to 6 has a tube 7 with projections 7a and 7b on both sides. The other tube consists of two end sections 6a and 6b which comprise the projections 7a and 7b and through their inner projection 6c are rigidly connected to one another. The leaf springs are labeled 8 to 10 here.

Die Figur 7 der Zeichnung zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wendekreisels.FIG. 7 of the drawing shows a section through an exemplary embodiment a rate gyro according to the invention.

Der Rotor dieses Kreisels ist mit 11, der Rahmen, in dem dieser Rotor gelagert ist, mit 12 bezeichnet. Der Rahmen 12 soll sich um die Präzessionsachse 13 entgegen einer Federkraft verdrehen können. Um dies zu ermöglichen, ist er Rahmen an dem einen Endteil 14a eines dreiteiligen Kreuzfederlagers befestigt, dessen Mittelteil 14c starr mit dem aus dem Flansch 15 und der Kappe 16 bestehenden Gehäuse des Kreisels verbunden ist. Mit dem zweiten Endteil 14b des dreiteiligen Kreuzfederlagers ist ein Teil 19 verbunden, das den Rotor 17 des Kreiselabgriffs trägt, dessen Stator mit -18 bezeichnet ist. Da die Endteile 14a und 14b starr miteinander verbunden sind, wird der Abgriffrotor bei Verdrehungen des Kreiselrahmeris um die Achse 13 entsprechend verstellt.The rotor of this gyro is with 11, the frame in which this rotor is stored, denoted by 12. The frame 12 should revolve around the precession axis 13 can rotate against a spring force. To make this possible, he is the framework attached to one end part 14a of a three-part cross spring bearing, the middle part of which 14c rigid with the housing of the gyroscope consisting of the flange 15 and the cap 16 connected is. With the second end part 14b of the three-part cross spring bearing is a part 19 connected, which carries the rotor 17 of the gyro tap, its stator is denoted by -18. Since the end parts 14a and 14b are rigidly connected to one another the pick-up rotor is turned around the axis 13 when the gyro frame is rotated adjusted accordingly.

Der elektrische Anschluß des Kreisels trägt das Bezugszeiche 20 und ist mit isolierten Durchführungen in den Flansch 15 eingelassen.The electrical connection of the gyro has the reference numerals 20 and is embedded in the flange 15 with insulated bushings.

Das Teil 19, das aus elektrisch gut leitendem Material besteht, geht an seinem rechtes Ende in den Topf 21 übers Dieer Tup£ i t. iiiniu1 Tii dr Dämdfungseinrichtüng, alle: aus den Dämpfungsmagneten 22, einem Teil des Topfes 21 und dem als magnetischen Rückschluß wirkenden Gehäuse 23, sowie dem inneren Rückschluß 26 besteht; außerdem ist dieser Topf Teil der Selbstprüfeinrichtung, die aus dem Statorteil 24 und einem Teil des Topfes 21 besteht. Wird durch die Wicklung des Stators 24 dieser Einrichtung ein Strom geschickt, (Anschluß 25) so wird ein Moment um die Achse 13 hervorgebracht, das zur Prüfung des Kreisels dient. Bemerkenswert bei dieser Ausfühmlng ist die Ausnutzung des Topfes 21 für zwei verschiedene Zwecke.The part 19, which is made of electrically conductive material, goes at its right end in the pot 21 over Dieer Tup £ i t. iiiniu1 Tii dr Damdfungseinrichtüng, all: from the damping magnets 22, part of the Pot 21 and the housing 23 acting as a magnetic yoke, as well as the inner Inference 26 consists; In addition, this pot is part of the self-testing device, which consists of the stator part 24 and a part of the pot 21. Will by winding the stator 24 of this device sent a current, (terminal 25) so a Moment produced about the axis 13, which is used to test the gyro. Remarkable In this Ausfühmlng the use of the pot 21 is for two different purposes.

Wesentlich an diesem Kreisel ist die einseitige Lagerung des Kreisels mit einem Kreuzfederlager. Die Teile 11 und 12 einerseits und 17, 19 und 21 anderserseits sollen möglichst so ausgebildet sein, daß links und rechts vom Mittelteil 14c des Kreuzfederlegers gleiche, durch das Gewicht der Teile entstehende Momente auftreten.The essential feature of this gyro is the one-sided mounting of the gyro with a cross spring bearing. Parts 11 and 12 on the one hand and 17, 19 and 21 on the other should be designed so that the left and right of the central part 14c of the The same moments due to the weight of the parts occur.

In Figur 8, ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kreisels gezeigt. Auch dort ist der Kreisel rotor mit 11, der Rahmen mit 12, die Präzessionsachse mit 13 und das dreiteilige Kreuzfederlager mit 14a bis c bezeichnet Im Gegensatz zu Figur 7 ist jedoch das Rotorteil 17 des Abgriffs auf dem Rahmen 12 aufgesetzt. Am Endteil 14b des Kreu federlagers ist nunmehr nur noch der Rotor 26 der Wirbelstro dämpfungseinrichtung befestigt. Dieser Rotor 26 wird jedoch hier aus den Dämpfungsmagneten gebildet, während der Wirbelstromring 27 aus gut leitendem Material nunmehr feststeht und an dem als Rückschluß wirkenden Gehäuseteil 28 anliegt.In Figure 8, is another embodiment of the invention Gyro shown. There, too, is the gyro rotor with 11, the frame with 12, the Precession axis with 13 and the three-part cross spring bearing with 14a to c In contrast to FIG. 7, however, the rotor part 17 of the tap is on the frame 12 put on. At the end part 14b of the Kreu spring bearing is now only the rotor 26 of the Wirbelstro damping device attached. However, this rotor 26 is here formed from the damping magnets, while the eddy current ring 27 is made of highly conductive Material is now fixed and rests against the housing part 28 acting as a return path.

Man erkennt, daß gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 eine wesentliche Gesamtlängenverkürzung zustandekommt.Zwei weitere, nennenswerte Vortielle ergeben bich Uab Wegfallen eines Luftspaltes zwischen dem Wirbelstromring und dem Rückschluß, so wie wesentlich leichtere Herstellung und Montagebedingungen. Dadurch, daß die relativ schweren Dämpfungsmagnete 26 den Rotor bilden, ist hier auch mit dem Abgriff auf der Kreiselseite ein Momentenausgleich bezüglich der Mitte des Kreuzfederlagers möglich. Die Selbstprüfeinrichtung kann ohne Vergrößerung des dargestellten Kreisels an der Stelle 29 untergebracht werden, wobei der "Rotor" dieser Einrichtung mit dem Rahmen 12 verbunden wird.It can be seen that compared to the embodiment of Figure 7 a Significant reduction in overall length is achieved. Two more, noteworthy Advantages result from the omission of an air gap between the eddy current ring and the conclusion, as well as much easier production and assembly conditions. The fact that the relatively heavy damping magnets 26 form the rotor is here also with the tap on the gyro side a torque compensation with respect to the center of the cross spring bearing possible. The self-testing device can be used without enlarging the shown gyro at the point 29, the "rotor" this device is connected to the frame 12.

- Patentansprüche -- patent claims -

Claims (1)

Patentansprüche 1. Wendekreisel, insbesondere Kleinstwendekreisel; mit einer den Rotorrahmen tragenden und gleichzeitig die Federfesselung bildenden Lagerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreiselrahmen nur mittels einer einzigen Lagerung am Kreisel gehäuse befestigt ist und daß diese Lagerung durch ein Drchfedergelenk insbesondere ein an sich bekanntes Ereuzfederlager gebildet ist. Claims 1. Rate gyro, in particular small rate gyro; with one that supports the rotor frame and at the same time forms the spring restraint Storage, characterized in that the gyro frame only by means of a single Storage is attached to the gyro housing and that this storage by a torsion spring joint in particular a known Ereuzfederlager is formed. 2. Wendekreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeihnet, daß ein in Achsrichtung dreigeteiltes Drehfedergelenk verwendet ist, dessen beide Endteile miteinander starr und mit dem am Gehäuse befestigten Mittelteil über Federn verbunden sind und daß am einen Endteil der Kreiselrahmen und am zweiten Endteil der Abgriffrotor und/oder der Rotor einer Diimpfungseinrichtung und/oder der Rotor einer Selbstprüfeinrichtung befestigt sind.2. Rate gyro according to claim 1, characterized in that an in Axial direction three-part torsion spring joint is used, the two end parts of which rigid with each other and connected to the central part attached to the housing by means of springs are and that at one end part of the gyro frame and at the second end part of the pick-up rotor and / or the rotor of a damping device and / or the rotor of a self-testing device are attached. 3. Wendekreisel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriffrotor und/oder der Rotor der Selbstprüfeinrichtun am Kreiselrahmen befestigt sind.3. rate gyro according to claim 2, characterized in that the pick-up rotor and / or the rotor of the Selbstprüfeinrichtun are attached to the gyro frame. 4. Wendekreisel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am zweiten Endteil befestigten drehbeweglichen Teile sowie der Kreiselrotor mit Rahmen und der mit den gegebenen.4. rate gyro according to claim 2 or 3, characterized in that the rotatable parts attached to the second end part and the gyro rotor with frame and with the given. falls weiteren am Rahmen befestigten drehbeweglichen Teile (Abgriff usw.) derart ausgelegt sind, daß bezogen auf die Mitte des Drehfedergeßenks auf beiden Seiten gliche Momente auftreten. if other rotatable parts attached to the frame (tap etc.) are designed in such a way that based on the center of the torsion spring joint Similar moments occur on both sides. Werdekreisel nach efrem der Ansprüche % z 4; bei dem der Rotor der Dhmpfungseinrichtung am zweiten Endteil befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung als Wirbelstromdämpfungseinrichtung ausgelegt ist, und daß deren Dämpfungsmagnetanordnung auf den Rotor aufgesetzt ist, während der aus gut leitendem Material bestehende Dämpfungsring oder -topf (Wirbelstromring) unmittelbar im Rückschlußteil untergebracht ist. Becoming gyro according to any of the claims% z 4; in which the rotor of the Damping device is attached to the second end part, characterized in that the damping device is designed as an eddy current damping device, and that the damping magnet assembly is placed on the rotor, while the off Well conductive material existing damping ring or cup (eddy current ring) directly is housed in the return part. 6. Wendekreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzQchnet, daß das den Kreiselrahmen beinhaltende Gehäuse mit Dämpfungsflüssigkeit angefüllt ist.6. rate gyro according to claim 1, characterized in that the The housing containing the gyro frame is filled with damping fluid. 7. Wendekreisel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor des Abgriffs und die gegebenenfalls vorhandene Selbstprüfeinrichtung am Rahmen befestigt sind und die Lagerung des Rahmens durch ein zweiteiliges Drehfedergelenk erfolgt, dessen eines Teil fest mit dem Gehäuse verbunden ist, während das an diesem Teil über Federn befestigte zweite Teil den Rahmen trägt, wobei die Dämpfungsflüssigkeit für den das Rahmengewicht entlastenden Auftrieb sorgt.7. rate gyro according to claim 6, characterized in that the rotor the tap and the possibly existing self-testing device attached to the frame and the frame is supported by a two-part torsion spring joint, one part of which is firmly connected to the housing, while that of this part The second part, fastened by springs, carries the frame, with the damping fluid provides the buoyancy that relieves the weight of the frame. LeerseiteBlank page